甘藍型油菜顯性核不育授粉控制系統(tǒng)的研究

伍林濤　奉　斌　韓宏仕　曾章麗　杜才富　張敏琴（.貴州省油菜研究所，貴州　貴陽　550008；.貴州省油料研究所，貴州　貴陽　550008）

甘藍型油菜顯性核不育授粉控制系統(tǒng)的研究

伍林濤1奉斌2韓宏仕1曾章麗2杜才富1張敏琴1
（1.貴州省油菜研究所，貴州貴陽550008；2.貴州省油料研究所，貴州貴陽550008）

油菜雜種優(yōu)勢利用的關鍵是獲得100%的不育群體，顯性核不育授粉控制系統(tǒng)育性徹底穩(wěn)定，容易獲得100%的全不育系，是一種具有發(fā)展前景的育性系統(tǒng)?；诖?，綜述顯性核不育材料的主要類型以及在育種實踐中的遺傳改良研究進展，以期為顯性核不育油菜新品種的選育提供有價值的信息。

油菜；基因；測交

菜籽油一直是我國最重要的食用植物油脂，2000年我國凈進口植物油430.0萬t，其中進口油菜籽296.8 萬t，菜籽油7.5萬t，2010年進口的植物油達到了800.0 萬t。今后一段時期，我國植物油消費量還將繼續(xù)保持年均增長近50.0萬t的水平。因此，發(fā)展油菜種植業(yè)具有相當廣闊的市場前景，提高油菜產(chǎn)量、提高油菜籽含油量是當前面臨的重要任務。

1　甘藍型油菜顯性核不育材料的類型及發(fā)現(xiàn)

油菜種質(zhì)資源非常豐富，主要劃分為三大類型：白菜型油菜、芥菜型油菜和甘藍型油菜。白菜型油菜又分為北方小油菜（Brassica campestris L）和南方油白菜（Brassica chinensis var.oleifera Makino）；芥菜型油菜劃分為細葉芥菜（Brassica juncea var gracilis Tsen&Lee）和大葉芥油菜（Brassica juncea Coss）；甘藍型油菜在世界上栽培面積最廣，產(chǎn)量高、適應性廣、抗病蟲害能力強，是當前世界各地也是我國栽培的主要油菜類型。

甘藍型油菜授粉控制系統(tǒng)種類多，遺傳規(guī)律復雜，被廣泛運用于油菜雜種優(yōu)勢利用。其中，顯性核不育授粉控制系統(tǒng)包括單基因控制的顯性核不育和兩對基因控制的顯性核不育［1］，單基因控制的顯性核不育如mathias在1985年發(fā)現(xiàn)的顯性核不育即是屬于該類型，由于沒有恢復源而不能在生產(chǎn)實踐中應用，該不育類型一般是自然突變形成或人工誘變獲得。宜賓地區(qū)農(nóng)科所1972年發(fā)現(xiàn)宜3A，1985年李樹林研究員報道的23A屬于兩對基因控制的顯性核不育，其不育性穩(wěn)定徹底、不受環(huán)境影響，又能解決細胞核雄性不育二系制種中拔除50%可育株費工費時的問題，是極具發(fā)展前景的雜種優(yōu)勢利用途徑［2，3］。但是，由于該授粉控制系統(tǒng)受到兩對基因互作表達調(diào)控，遺傳規(guī)律復雜，基因型種類眾多，因此，選育的難度大、周期長，限制了該授粉控制系統(tǒng)在油菜育種實踐中的廣泛應用。

2　甘藍型油菜顯性核不育材料的遺傳改良

顯性核不育材料的研究與利用在小麥育種已經(jīng)取得了非常豐碩的成果，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟與社會效益。而選育的甘藍型油菜顯性核不育品種還不多，自1985年上海市農(nóng)科所李樹林研究員提出雙基因互作模式并成功應用于油菜育種實踐以來，審定的甘藍型油菜就核雜3號、核雜7號等幾個品種，且推廣面積不大［4］。如何改進技術(shù)手段特別是利用當前發(fā)展迅速的分子生物學技術(shù)方法加快甘藍型油菜顯性核不育材料的遺傳改良，縮短甘藍型油菜顯性核不育材料的選育時間，是當前甘藍型油菜顯性核不育授粉控制系統(tǒng)利用的關鍵。

甘藍型油菜顯性核不育材料育性受到顯性核不育相關基因BnMs（ms）與恢復基因BnRf（rf）共同表達調(diào)控，純合兩型系基因型為rfrfMsMs×RfrfMsMs，其中兩型系不育株基因型為rfrfMsMs，可育株基因型為RfrfMsMs，常規(guī)材料基因型為rfrfmsms，為其保持系，恢復系基因型為RfRfmsms，全不育系基因型為rfrfMsms。當前分子標記的開發(fā)已經(jīng)取得了良好的進展，通過構(gòu)建遺傳群體、構(gòu)建基因池、標記篩選、標記驗證獲得了多個PCR擴增穩(wěn)定、多態(tài)性良好的顯性及共顯性分子標記，可很好地應用于油菜育種實踐。如陸光遠等通過構(gòu)建兄妹交群體，對1 024對AFLP引物和640條RAPD引物進行篩選，獲得一個交換率為6.1%的AFLP標記［5］；胡勝武等通過對825條隨機引物進行多態(tài)性篩選，獲得BA1102、BA500為其多態(tài)性分子標記［1］。顯性核不育其育性遺傳規(guī)律復雜，運用常規(guī)技術(shù)進行轉(zhuǎn)育，其基因型只能通過考察下一個世代測交和自交后代的育性分離比例進行確定。而利用核不育相關基因BnMs （ms）與恢復基因BnRf（rf）分子標記輔助選育，在當代的苗期通過提取葉片DNA然后做PCR擴增進行前景選擇即可確定任一單株基因型，方便快捷，省時省工。

3　甘藍型油菜顯性核不育研究展望

油菜雜種優(yōu)勢利用的關鍵問題是獲得100%的不育群體，甘藍型油菜細胞質(zhì)雄性不育雖然可以獲得100%的不育群體，但是該不育類型容易受到環(huán)境因子的影響而出現(xiàn)微粉效應，影響雜種純度，存在一定的制種風險。顯性核不育材料育性穩(wěn)定徹底，不受環(huán)境因子的干擾，同時又可獲得100%的不育群體，具有良好的發(fā)展前景。因此，以高含油量、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的常規(guī)品種作為輪回親本，通過雜交、回交、測交然后以顯性核不育相關基因BnMs（ms）與恢復基因BnRf（rf）分子標記進行前景選擇，選育獲得高含油量、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的顯性核不育雜交油菜，從而進一步推動油菜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

［1］胡勝武，劉勝毅，于澄宇，等.甘藍型油菜核不育材料Shaan-GMS不育基因的RAPD標記［J］.中國油料作物學報，2013（3）：5-7.

［2］李樹林，周熙榮，周志疆，等.顯性核不育油菜的遺傳與利用［J］.作物研究，1990（3）：27-32.

［3］李樹林，周志疆，周熙榮.油菜顯性核不育三系法制種［J］.上海農(nóng)業(yè)學報，1995（1）：21-26.

［4］李樹林，錢玉秀，吳志華.甘藍型油菜細胞核雄性不育性的遺傳規(guī)律探討及其應用［J］.上海農(nóng)業(yè)學報，1985 （2）：1-12.

［5］陳新軍，戚存扣，浦惠明，等.甘藍型油菜抗倒性評價及抗倒性與株型結(jié)構(gòu)的關系［J］.中國油料作物學報，2007（1）：54-57.

S565.4

A

1674-7909（2016）12-56-2

“AtWRKY28轉(zhuǎn)錄因子在鋸齒缺刻葉發(fā)育及形態(tài)建成中的功能分析”國家自然科學基金（31360262）；“貴州向日葵種質(zhì)資源收集與評價”黔科合LH字［2015］7078號；貴州省農(nóng)業(yè)科學院博士啟動基金“甘藍型上位互作核不育油菜臨保系的選育”。

伍林濤（1977-），男，副研究員，研究方向：植物分子生物學。

奉斌（1980-），女，碩士，助理研究員，研究方向：油料作物育種研究。